2006年(上)高等教育自学考试全国统一命题考试计算机系统结构试卷及参考答案

2006年上高等教育自学考试全国统一命题考试计算机系统结构试卷及参考答案第一部分选择题一、单项选择题本大题共L0小题，每小题L分，共10分在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1对系统程序员不透明的应当是A虚拟寄存器BCACHE存储器C指令缓冲寄存器D系列机各档不同的数据通路宽度2在计算机系统设计中，比较好的方法是A从上向下设计B从下向上设计C从两头向中间设计D从中间开始向上、向下设计3程序员编写程序时使用的地址是A有效地址B主存地址C逻辑地址D辅存实地址4浮点数尾数基值R16，除尾符之外的尾数机器位数为8位时，可表示的规格化最大尾数数值为A12B1516C1256D2552565总线控制机构为解决N个部件使用总线时优先次序的裁决，采用集中式定时查询，需另外增加控制线路根数为A3BN2C2N1D2“1092N6外部设备打印机适合于连接到A选择通道B字节多路通道C数组多路通道D任意一种通道7下列关于虚拟存储器的说法，比较正确的应当是A更换替换算法能提高命中率B访主存命中率随主存容量增大而提高C访主存命中率随页面大小增大而提高D在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存容量，可提高命中率8CRAY一1的流水线是A多条单功能流水线B一条单功能流水线C一条多功能流水线D多条多功能流水线9多级混洗交换网络又称为A移数网络BOMEGA网络CSTARAN网络D数据交换网络10多处理机主要实现的是A任务级并行B指令级并行C操作级并行D操作步骤的并行第二部分非选择题二、填空题本大题共L0小题，每空1分，共20分请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11我们说以软件为主实现的机器为_，以区别由硬件或_实现的实际机器。12计算机系统的3T性能目标是_的计算能力、_的主存容量和1TBYTES的IO带宽。13引入数据表示的两条基本原则是一看系统的效率有否提高；二看数据表示的_性和_率是否高。14中断系统软硬件功能分配实质是中断_硬件和中断_软件的功能分配。15虚拟存储器主要是为解决主存_满足不了要求发展出来的，CACHE存储器是为解决主存_满足不了要求发展出来的。16CACHE存储器采用组相联的映象规则是组间_映象，组内各块间_映象。17流水有部件、处理机、系统等不同等级，多个处理机之间的流水属_级流水，也称流水。18根据流水线中各功能段之间是否有反馈回路，可把流水线分为流水和_流水。19阵列机开发并行性的途径是_，是利用并行性中的_性。20从对执行程序或指令的控制方式上，将计算机系统分为由控制驱动的_方式和由数据驱动的_方式。三、简答题本大题共5小题，每小题6分，共30分21器件的发展对逻辑设计方法有哪些影响22按CISC方向，面向操作系统的优化实现来改进指令系统有哪些思路23主存实际频宽与模数M的关系是什么出现这种现象的原因是什么24在“一次重叠”的机器中，“一次重叠”的含义是什么并指出在这种机器中会出现哪些相关25简述哈夫曼压缩概念的基本思想。四、简单应用题本大题共2小题。每小题L0分。共20分26向量DA木BC，各向量元素个数均为N，根据CRAY一1方式分解为3条向量指令V3存储器访存取A送人V3寄存器V2VOVLBCKV4V2V3KAD当采用下述三种方式工作时，各需要多少拍才能得到全部结果1、串行执行；2和并行执行完后，再执行；3采用链接技术。注意在CRAY一1处理机上，启动存储器、启动流水线功能部件、数据打人寄存器都各需要1拍的延迟时间，加法、访存为6拍，乘法为7拍。27某程序包含5个虚页，其页地址为4，5，3，2，5，I，3，2，2，513。当使用LRU法替换时，为获得最高的命中率，至少应分配给该程序几个实页其可能的最高命中率为多少五、综合应用题本大题共2小题，每小题L0分，共20分28设中断屏蔽位“L”对应于开放，“0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下中断处理中断级屏蔽位程序级别1级2级3级4级第1级0O00第2级1011第3级1OO0第4级10101当中断响应优先次序为L234时，其中断处理次序是什么2如果所有的中断处理都各需3个单位时间，中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。当机器正在运行用户程序时，同时发生第2、3级中断请求，经过二个单位时间，又同时发生第L、4级中断请求，试画出程序运行过程示意图。29用霍纳法则给定的表达式如下EABCDEFGH利用减少树高的办法加速运算，要求1画出树形流程图；2006年上计算机系统结构试卷参考答案、1A2D3C4D5D6B7D8C9BL0A二、LL虚拟机器固件121TFLOPSLTBYTE13通用利用14响应处理程序15容量速度16直接全相联17系统宏L8线性非线性19资源重复同时20控制流数据流三、21器件的发展对逻辑设计方法的影响1由逻辑化简改成着眼于采用什么组成技术能够规整、批量生产，宜于超大规模集成，缩短设计周期，提高系统效能,尽量采用存贮逻辑和通用器件；2由全硬设计改成采用微汇编、微高级语言、计算机辅助设计等手段软硬结合和自动化设计。22按CISC方向，面向操作系统的优化实现来改进指令系统的思路有1通过对操作系统中常用指令和指令串的使用频度进行统计分析来改进；2如何增设专用操作系统的新指令；3把操作系统中频繁使用的，对速度影响大的某些软件子程序硬化或固化，改为直接用硬件或微程序解释实现；4发展让操作系统由专门的处理机来执行的功能分布处理系统结构。23并行主存系统的实际频宽随模数M的增加会提高，但不是线性增加，随模数M增大，其实际频宽的增量越来越小。这是因为程序中的指令和数据并不是完全顺序放置和被访问的。程序会有转移，数据分布有一定的随机性。24“一次重叠”是指将指令的解释分为“分析”和“执行”两个阶段，任何时刻都只是“执行K”与“分析K1”在时间上重叠，也就是让指令分析部件与指令执行部件同时处理相邻的两条指令。在“一次重叠”机器中，会出现的相关主要有指令相关；主存空间数相关；通用寄存器组相关等。25哈夫曼压缩概念的基本思想是，当各种事件发生的概率不均等时，采用优化技术对发生概率最高的事件用最短的位数时间来表示处理，而对出现概率较低的，允许用较长的位数时间来表示处理，就会导致表示处理的平均位数时间的缩短。四、261、3条向量指令顺序串行执行，全部执行完所需的时间是7N7N8N223N拍2向量指令和并行执行完后，再执行向量指令，全部执行完所需要的时间是7N8N152N拍3采用链接技术，只能是让向量指令和并行，再与向量指令链接，全部执行完所需要的时间是1618N16N拍27用堆栈对面地址流处理一次的过程见下表所示，从表中可以看出，使用LRU替换算法替换，对该程序至少应分配4个实页。如果只分配3个实页，其页命中率只有212，太低；而分配实页数多于4页后，其页命中率不会再有提高，所以，分配给该程序4个实页即可，